Sponsored content
Sponsored content
Haal het beste uit internet

Internet, hoe werkt dat eigenlijk?

Internet heeft geen begin- of eindpunt, het is een wereldwijd web van netwerken en knooppunten. We zijn net zo gewend aan online zijn als dat de stroom het doet. Maar hoe werkt internet eigenlijk? Welk pad legt de foto af die jij naar een familielid in Texas mailt?

De computer thuis (A in bovenstaande illustratie) is verbonden met een modem (B), meestal geleverd door het bedrijf dat de internetaansluiting verzorgt. De verbinding loopt via glasvezel-, telefoon- of coaxkabel van huis naar de wijkcentrale van het telefoonnetwerk (C). Vandaar gaat het naar het datacentrum van de internetaanbieder (D). Dit is een gebouw met kasten en nog meer kasten met daarin harde schijven voor de opslag van data, routers voor het doorsturen en kilometers aan bekabeling die de boel aan elkaar knoopt.

Glasvezel
Volgens Nederland ICT telt ons land 91.743 km glasvezel. Dat is ruim twee keer de omtrek van de aarde. Data reizen door glasvezel via lichtpulsen (zie enen en nullen). De kleuren van de regenboog hebben ieder een eigen frequentie.

Alles is data
Foto’s, filmpjes, e-mails en bestanden worden na het drukken op de verzendknop opgedeeld in datapakketjes. Deze data packets hebben allemaal een soort etiket met wat er in zit, waar het heen moet en waar het vandaan komt. Als een Nederlandse XS4ALL-klant naar een Amerikaanse Comcast-klant mailt, dan moeten de datapakketjes in ieder geval van het datacentrum van XS4ALL naar het datacentrum van Comcast*. Is de weg die ze moeten afleggen stuk of verstoord, dan kiezen ze een ander pad. Internet is inmiddels zo geavanceerd dat er altijd meerdere wegen naar het digitale Rome leiden. Van het datacentrum gaan de pakketjes naar een Internet Exchange of internetknooppunt (E).
*Provider in Amerika

Internetknooppunten
Supergebruikers van data hebben uiteraard graag supersnelle verbindingen. Voorbeelden van supergebruikers zijn contentaanbieders als Netflix en YouTube, onderzoeksfaciliteiten, rekencentra, universiteiten, internetaanbieders en telecombedrijven. Internetknooppunten bieden ongekende snelheden (terabytes per seconde). Partijen kunnen datacapaciteit van hen kopen of huren, maar gebruikelijker is het om met gesloten beurzen te opereren. Dit heet peering. Men spreekt dan af dat de hoeveelheid data die heen en weer gaat voor beiden ongeveer gelijk is. Alle partijen die aangesloten zijn (gepeerd) bij hetzelfde knooppunt, kunnen onderling snel data uitwisselen. Het is net als met autowegen: hoe breder de weg en hoe korter de afstand, hoe sneller bij het doel. Van het internetknooppunt reizen de data verder. Naar Amerika betekent dat over zee. Of beter gezegd, onder de zee.

Kabels op de oceaanbodem
Continenten en kusten zijn met elkaar verbonden met zeekabels (F). Deze worden gelegd door speciale schepen, waarvan sommige duizenden kilometers kabel kunnen vervoeren. Een onderzeeploeg trekt ze op de oceaanbodem en een enorm haspel op het schip rolt de kabel langzaam af in de sleuf. Het materiaal en het leggen kosten miljoenen euro’s. Daarom zijn de schepen en kabels zelden eigendom van één internet- of telecombedrijf, maar van een conglomeraat. De capaciteit van de kabel wordt vaak ook verhuurd of geleaset aan anderen. De kabels komen aan land bij aanlegplaatsen.
[bronnen: http://www.submarinecablemap.com/ en https://www.quora.com/How-are-major-undersea-cables-laid-in-the-ocean]

Onderzeekabels
De kabels variëren in dikte, afhankelijk van de diepte waarop ze liggen. De glasvezel in het hart worden beschermd door afwisselende lagen van aardolie, metaal en kunststof, zodat ze de enorme druk van het water kunnen weerstaan. Andere bedreigingen zijn stormen, zeebevingen, sleepnetten, ankers en haaien. Google zegt een speciale laag van kevlar-achtig materiaal toe te voegen om haaien te ontmoedigen. Die blijken op hun eigen manier dol op glasvezel, namelijk als snack.

Van zee naar land
Op de aanlegplaatsen waar zeekabels weer aan land komen, staan vaak ook controlestations die de kwaliteit van de kabels in de gaten houden. In Katwijk en Beverwijk staan twee belangrijke. De VS heeft er tientallen, met een groot station in de buurt van New York. Data gaan vanuit zee via een internetknooppunt (G in bovenstaande illustratie) naar het datacentrum van de Amerikaanse internetprovider (H), die alle datapakketjes in één keer aflevert als een e-mail met een foto in de bijlage (I, J, K).

Mobiel is radio
Wat wij mobiel internet noemen is data over radiogolven en eigenlijk alleen mobiel van ons apparaat naar de dichtstbijzijnde radiomast. Vanaf daar volgen data dezelfde route als van vast internet: de grond in, naar de dichtstbijzijnde wijkcentrale en dan naar het datacentrum van de internetaanbieder.

Stabiel internet

Van huis, naar de straat, onder de grond of via de lucht naar de provider, via een internetknooppunt de wereld in, de zee over en weer verder. De weg is lang en vol gevaren. Kapotte modems of computers. Een gebroken kabeltje, een verkeerd kabeltje. Graafmachines die iets te diep graven, monteurs die een slechte dag hebben, een defecte rioolpijp. Een ongeluk dat een wijkcentrale treft, rampspoed bij een datacentrum. Schepen en haaien die onderzeekabels vernielen. Internet is redelijk kwetsbaar. Daarom heeft alles waar mogelijk een kopie of noodopvang.

Klanten van XS4ALL geven al jaren aan bij de ProviderMonitor van de Consumentenbond dat zij het minst last hebben van internetstoring. Dat komt voor een groot deel omdat in het datacentrum van XS4ALL alles minstens dubbel wordt uitgevoerd, maar vaker drie- of vierdubbel. De back-ups hebben back-ups en van alle hardware zijn er minstens twee. Als één onderdeeltje van het hele traject defect raakt, blijft internet werken en blijft data behouden. “Wij willen niet uit bed gebeld worden, dus ontwerpen wij de dingen zo dat het niet hoeft,” zegt technisch beheerder Timo Hilbrink bescheiden. “En we gebruiken goede spullen,” vult systeembeheerder Jan-Pieter Cornet aan. Ook van die goede spullen zijn er minstens twee. Zelfs al zou een verdieping onder water komen te staan, dan is er een tweede verdieping met een eigen stroomvoorziening die de boel draaiende houdt. Data komt op twee fysieke plekken het goed beveiligde gebouw binnen en wordt ook nog eens opgeslagen in een ander pand.

Nu is dit op zich niet heel bijzonder, want alle internetproviders gebruiken goede spullen en maken back-ups van back-ups. Dat XS4ALL zo hoog scoort op de kwaliteit van de internetverbinding heeft meerdere redenen. Voor een deel gaat de internetverbinding over het netwerk van KPN en voor een deel gaat het over eigen kabels. Die in het datacentrum zijn van XS4ALL zelf. De mensen die daar werken hebben het ontworpen, zij zijn ook de mensen die het controleren en onderhouden. Ze hoeven dus niet eerst iemand te bellen als er een probleem is. Daarbij, wie zijn eigen fouten moet oplossen, neemt extra maatregelen om fouten te voorkomen. Een andere reden voor de stabiliteit is dat XS4ALL gebruikmaakt van open-source-systemen. Open source betekent dat de broncode (source code) van de software openbaar is, als een complex recept waarvan alle ingrediënten en hun herkomst open en bloot op internet staan. En wie het recept wil verbeteren mag dat doen. Aanpassingen zijn zichtbaar voor iedereen en eventuele fouten worden snel gesignaleerd en opgelost.


Het netwerk is groot, complex en gevoelig
Wat kan er mis gaan?

  • een kabelbreuk (glasvezel, telefoon, coax) door graafwerkzaamheden
  • een storing in het telefoonnetwerk door een kabelbreuk
  • uitval in het internetknooppunt door een hardwaredefect
  • stroomuitval of brand in het datacentrum
  • een breuk in de onderzeekabel door een zeebeving, haai of sleepanker
  • sabotage van een landingsstation door criminelen of terroristen

Wat zijn de oplossingen?

  • continu monitoren van verbindingen
  • gebruik van open-source-software (aan te passen en te verbeteren)
  • twee-, drie- en vierdubbele back-ups van gegevens
  • opslag van data in meerdere locaties
  • minstens één replica van elk stuk hardware
  • waar mogelijk twee kabels leggen in plaats van een (ook onder water)
  • noodaggregaten in het geval van stroomuitval
  • zeer slimme beveiligingssoftware

Bekijk de route die een e-mail aflegt van Nederland naar Amerika hieronder:

Meer weten over de werking van internet?
Mail uw vraag naar NRC-lezersvragen@xs4all.net.

Jan-Pieter Cornet en Timo Hilbrink geven antwoord.
Naam: Jan-Pieter Cornet
Functie: systeembeheerder
Werkt bij XS4ALL sinds: 1995

Naam: Timo Hilbrink
Functie: netwerkarchitect
Werkt bij XS4ALL sinds: 1997